新華社北京11月16日電（記者 劉禎 吳曉穎）接收“天外來信”，我國高海拔宇宙線觀測站“拉索”（LHAASO）又有新發(fā)現(xiàn)！
11月16日，“拉索”發(fā)布最新科學(xué)成果，表明由黑洞與伴星相互作用形成的微類星體是強(qiáng)大的“粒子加速器”，可將宇宙線加速至“膝”及以上的高能量，為揭示黑洞在宇宙線起源中的作用提供重要觀測證據(jù)。
此次研究由中國科學(xué)院高能物理研究所牽頭的國際研究團(tuán)隊(duì)完成，相關(guān)論文成果在國際學(xué)術(shù)期刊《國家科學(xué)評論》（英文版）和《科學(xué)通報》（英文版）上發(fā)表。
什么是宇宙線？
宇宙線是來自外太空的帶電粒子，主要成分為各種原子核，被稱為傳遞宇宙大事件的“信使”。但宇宙線尤其是高能、超高能宇宙線的起源一直是待解之謎。
在宇宙線的能譜（宇宙線數(shù)量在粒子能量上的分布）上，有一個關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)，大約在3千萬億電子伏處，宇宙線的數(shù)量會突然急劇減少。這個拐點(diǎn)因?yàn)樾螤羁崴迫说南ドw，被形象地稱為“膝”。
“拉索”首席科學(xué)家、中國科學(xué)院高能物理所曹臻院士介紹，以前科學(xué)家們主要認(rèn)為，宇宙線來自超新星遺跡，也就是大質(zhì)量恒星爆炸后的殘骸。但是觀測和理論都顯示，它們很難把粒子加速到“膝”及以上的高能量。
如何探尋宇宙線？
由于宇宙線粒子帶電，在傳播過程中會受磁場影響而“拐彎”，所以無法直接根據(jù)宇宙線粒子行跡找到其起源天體。不過，當(dāng)宇宙線與星際物質(zhì)發(fā)生碰撞時，所產(chǎn)生的高能伽馬射線卻是不帶電的，可以在太空中保持“直線飛行”。
“這些高能伽馬射線就像宇宙線在銀河系內(nèi)留下的一串串‘足跡’，通過它們，科學(xué)家可以反推出宇宙線的加速源位置，為尋找宇宙線起源天體提供重要依據(jù)。”曹臻說。
“拉索”做了什么？
“拉索”此次的發(fā)現(xiàn)直接指向了一類宇宙中的特殊系統(tǒng)——微類星體。處于雙星系統(tǒng)中的黑洞，憑借其強(qiáng)大的引力不斷吞噬伴星的物質(zhì)，在這個過程中，部分物質(zhì)會以噴流形式被噴射出來，這種有吸積也有噴流的黑洞就是微類星體。
此次研究中，“拉索”首次捕捉到來自五個微類星體的超高能伽馬射線信號，結(jié)合“拉索”精確測量出的宇宙線能譜，研究人員發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生這些伽馬射線的粒子能量正處于宇宙線能譜的“膝”區(qū)。
“這表明，銀河系里存在多種‘粒子加速器’。微類星體具有明顯高于超新星遺跡的加速極限，能達(dá)到‘膝’的能量門檻，成為高能宇宙線的新來源。”曹臻說。
作為以宇宙線觀測研究為核心目標(biāo)的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，“拉索”此次新發(fā)現(xiàn)，不僅破解了困擾學(xué)界多年的宇宙線“膝”形成之謎，更是第一次在觀測上將“膝”結(jié)構(gòu)與具體類型的天體——黑洞噴流系統(tǒng)關(guān)聯(lián)起來，為理解宇宙的極端物理過程開辟了一條新的途徑。
深度參與科學(xué)事業(yè)，拓展人類認(rèn)知邊界，“拉索”正持續(xù)帶來具有全球影響力的突破性成果。
編輯：李志
